Bertolak dari pendekatan modeling standard, satu pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Giacomo Scalari dan Jerome Faist di Jabatan Fizik di ETH Zurich, dan Profesor Christian Jirauschek di Universiti Teknikal Munich, mencipta laser semikonduktor model model monolitik dengan kadar ulangan boleh ditala secara berterusan dan meluas dari 4 hingga 16 GHz. Dan, yang menarik, pendekatan mereka harus berfungsi untuk laser semikonduktor lain dan panjang gelombang pelepasan laser.
Untuk menariknya, para penyelidik menggunakan laser lata kuantum (QCL) terahertz (THz) untuk menghasilkan sikat frekuensi yang koheren. Walaupun diketahui umum bahawa THz QCL boleh digunakan untuk menjana sikat, pembangunan THz QCL terancang terbaru pasukan dengan sifat gelombang mikro yang dipertingkat menggalakkan mereka meneroka modulasi kuat rongga laser menggunakan gelombang mikro luaran-dan mereka menemui beberapa rejim baru bagi operasi laser semikonduktor.
"Peranti kami adalah berdasarkan THz QCL terancang. Bahan rantau aktifnya terdiri daripada gallium arsenide (GaAs)/aluminium gallium arsenide (AlGaAs) superlattice, wafer-terikat pada substrat pembawa GaAs," jelas Urban Senica, yang pada masa itu adalah Ph.D. pelajar di ETH Zurich tetapi kini seorang felo pasca doktoral di Makmal untuk Nanoscale Optik Universiti Harvard. "Dengan menggunakan fotolitografi dan goresan kering, pandu gelombang rabung aktif ditakrifkan dan kemudiannya direncanakan dengan-rendah polimer benzocyclobutene (BCB). Pandu gelombang diapit secara menegak di antara dua lapisan pengelogan lanjutan, yang mengehadkan mod optik dan gelombang mikro dan bertindak sebagai sesentuh elektrik untuk memincangkan peranti laser."
Untuk menariknya, para penyelidik menggunakan laser lata kuantum (QCL) terahertz (THz) untuk menghasilkan sikat frekuensi yang koheren. Walaupun diketahui umum bahawa THz QCL boleh digunakan untuk menjana sikat, pembangunan THz QCL terancang terbaru pasukan dengan sifat gelombang mikro yang dipertingkat menggalakkan mereka meneroka modulasi kuat rongga laser menggunakan gelombang mikro luaran-dan mereka menemui beberapa rejim baru bagi operasi laser semikonduktor.
"Peranti kami adalah berdasarkan THz QCL terancang. Bahan rantau aktifnya terdiri daripada gallium arsenide (GaAs)/aluminium gallium arsenide (AlGaAs) superlattice, wafer-terikat pada substrat pembawa GaAs," jelas Urban Senica, yang pada masa itu adalah Ph.D. pelajar di ETH Zurich tetapi kini seorang felo pasca doktoral di Makmal untuk Nanoscale Optik Universiti Harvard. "Dengan menggunakan fotolitografi dan goresan kering, pandu gelombang rabung aktif ditakrifkan dan kemudiannya direncanakan dengan-rendah polimer benzocyclobutene (BCB). Pandu gelombang diapit secara menegak di antara dua lapisan pengelogan lanjutan, yang mengehadkan mod optik dan gelombang mikro dan bertindak sebagai sesentuh elektrik untuk memincangkan peranti laser."
Komunikasi, spektroskopi dan aplikasi penderiaan di hadapan
Terima kasih kepada laser model yang boleh ditala secara berterusan dan meluas, terdapat banyak aplikasi yang berpotensi untuk komunikasi, spektroskopi dan penderiaan. "Untuk domain masa, kereta api nadi koheren boleh disegerakkan kepada isyarat gelombang mikro luaran yang sewenang-wenangnya atau talian tunda boleh melaras," kata Senica. "Untuk domain frekuensi, jarak mod boleh tala dalam sikat frekuensi boleh menutup sebarang jurang spektrum."
Malah, Senica dan rakan sekerja telah menunjukkan percubaan spektroskopi penyerapan yang hanya memerlukan pengesan keamatan ringkas-dan bukannya instrumen spektrometer bersaiz atas meja-.
"Kami percaya pendekatan kami juga agak mudah untuk dilaksanakan dengan jenis laser semikonduktor lain merentasi kawasan inframerah dan boleh dilihat spektrum elektromagnet dan membuka jalan untuk pelbagai aplikasi," kata Senica. "Aspek penting ialah sifat gelombang mikro yang dioptimumkan, bersama-sama dengan pembungkusan canggih peranti sedemikian."
